JP7217324B2 - illumination device - Google Patents

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Description

本発明は、主に、光学機器に関し、特に、照光装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates mainly to optical instruments, and more particularly to illumination devices.

対象物の深さを決定するために、3Dセンシングにおいて、ドットパターン及び/又は拡散光パターン(フラッドパターン)を照射する照光装置が通常必要である。3Dセンシングに飛行時間を用いる用途において、深さの精度を向上するために、ドット及びフラッドパターンの両方が必要である。 In order to determine the depth of an object, 3D sensing usually requires an illumination device that emits a dot pattern and/or a diffuse light pattern (flood pattern). Both dot and flood patterns are needed to improve depth accuracy in applications that use time-of-flight for 3D sensing.

ドットパターンについて、3Dセンシング用の照光装置の原理は、通常、光形状生成素子を通過する光の干渉を用いて特定の光パターンを生成することである。光形状生成素子は、例えば、格子又はマイクロレンズアレイである。しかしながら、レンズ素子自体の光学収差のため、光形状生成素子がマイクロレンズアレイである場合、照光装置によって生成される光パターンの質は、通常低い。他方、フラッドパターンについて、光の干渉はストライプの問題を引き起こし得る。 For dot patterns, the principle of illumination devices for 3D sensing is usually to use the interference of light passing through a light shape generating element to generate a specific light pattern. The optical shape generating elements are, for example, gratings or microlens arrays. However, due to the optical aberrations of the lens elements themselves, the quality of the light pattern produced by the illumination device is usually poor when the light shaping element is a microlens array. On the other hand, for flood patterns, light interference can cause stripe problems.

従って、本発明は、照光装置に関し、その構成は、より高品質な光パターンの生成を容易にする。 Accordingly, the present invention relates to an illumination device, the configuration of which facilitates the production of higher quality light patterns.

本発明の一つの実施の形態によれば、光源アレイと、マイクロレンズアレイと、を備える照光装置が提供される。光源アレイは、アレイ状に配列された複数の光源を備える。マイクロレンズアレイは、アレイ状に配列された複数のマイクロレンズを備える。照光装置は、構造化光を生成するように次の条件式:z=z0+dz、及びz0=(m/2)(P/λ)を満たし、ここで、zはマイクロレンズアレイの中心軸に沿った、光源アレイとマイクロレンズアレイとの間の距離であり、Pはマイクロレンズアレイのレンズピッチであり、λは光源の波長であり、mは整数であり、m’は非整数である。照光装置は、1%≦dz/z0≦5%、又は-5%≦dz/z0≦-1%を満たす。 According to one embodiment of the invention, an illumination device is provided comprising a light source array and a microlens array. The light source array has a plurality of light sources arranged in an array. A microlens array includes a plurality of microlenses arranged in an array. The illumination device satisfies the following conditions to produce structured light: z=z0+dz, and z0=(m/ 2 ) * (P2/λ), where z is the central axis of the microlens array. is the distance between the light source array and the microlens array along , P is the lens pitch of the microlens array, λ is the wavelength of the light source, m is an integer, and m′ is a non-integer. . The illumination device satisfies 1%≦dz/z0≦5% or −5%≦dz/z0≦−1%.

本発明の一つの実施の形態によれば、光源アレイと、マイクロレンズアレイと、を備える照光装置が提供される。光源アレイは、アレイ状に配列された複数の光源を備える。マイクロレンズアレイは、アレイ状に配列された複数のマイクロレンズを備える。照光装置は、フラッド光を生成するように次の条件式:z=z0+dz、及び、z0=(m/2)(P/λ)を満たし、ここで、zはマイクロレンズアレイの中心軸に沿った、光源アレイとマイクロレンズアレイとの間の距離であり、Pはマイクロレンズアレイのレンズピッチであり、λは、光源の波長であり、mは整数であり、m’は非整数である。照光装置は、5%<dz/z0≦20%、又は-20%≦dz/z0<-5%を満たす。 According to one embodiment of the invention, an illumination device is provided comprising a light source array and a microlens array. The light source array has a plurality of light sources arranged in an array. A microlens array includes a plurality of microlenses arranged in an array. The illumination device satisfies the following conditional equations to produce flood light: z=z0+dz and z0=(m/ 2 ) * (P2/λ), where z is the central axis of the microlens array. is the distance between the light source array and the microlens array along , P is the lens pitch of the microlens array, λ is the wavelength of the light source, m is an integer, and m′ is a non-integer be. The illumination device satisfies 5%<dz/z0≦20% or −20%≦dz/z0<−5%.

本発明の一つの実施の形態によれば、第1のサブ照光装置と、フラッド光を生成するように構成された第2のサブ照光装置と、を備える照光装置が提供される。第1のサブ照光装置は、第1の光源アレイと、第1のマイクロレンズアレイと、を備える。第1の光源アレイは、アレイ状に配列された複数の第1の光源を備える。第1のマイクロレンズアレイは、アレイ状に配列された複数の第1のマイクロレンズを備える。第1のサブ照光装置は、構造化光を生成するように次の条件式:z1=z0+dz、及びz0=(m/2)(P11/λ1)を満たし、ここで、z1は第1のマイクロレンズアレイの中心軸に沿った、第1の光源アレイと第1のマイクロレンズアレイとの間の距離であり、P11は第1のマイクロレンズアレイのレンズピッチであり、λ1は第1の光源の波長であり、mは整数であり、m’は非整数である。第1のサブ照光装置は、1%≦dz/z0≦5%、又は-5%≦dz/z0≦-1%を満たす。第2のサブ照光装置は、第2の光源アレイと、第2のマイクロレンズアレイと、を備える。第2の光源アレイは、アレイ状に配列された複数の第2の光源を備える。第2のマイクロレンズアレイは、アレイ状に配列された複数の第2のマイクロレンズを備える。 According to one embodiment of the present invention, there is provided a lighting device comprising a first sub-lighting device and a second sub-lighting device configured to generate flood light. The first sub-illumination device comprises a first light source array and a first microlens array. The first light source array has a plurality of first light sources arranged in an array. The first microlens array includes a plurality of first microlenses arranged in an array. The first sub-illuminator satisfies the following conditions to produce structured light: z1=z0+dz, and z0=(m/2) * (P11 2 /λ1), where z1 is the first is the distance between the first light source array and the first microlens array along the central axis of the microlens array, P11 is the lens pitch of the first microlens array, and λ1 is the first is the wavelength of the light source, where m is an integer and m' is a non-integer. The first sub-illumination device satisfies 1%≦dz/z0≦5% or −5%≦dz/z0≦−1%. The second sub-illumination device comprises a second light source array and a second microlens array. The second light source array has a plurality of second light sources arranged in an array. The second microlens array includes a plurality of second microlenses arranged in an array.

以上より、本開示の一つの実施の形態に係る照光装置は、条件式z=z0+dz、及び、z0=(m/2)(P/λ)を満たし、さらに、1%≦dz/z0≦5%、又は-5%≦dz/z0≦-1%を満たすため、最適なdzが選択された場合、照光装置は、より高品質な構造化光パターンの生成が可能である。 As described above, the illumination device according to one embodiment of the present disclosure satisfies the conditional expressions z=z0+dz and z0=(m/2) * (P 2 /λ), and further satisfies 1%≦dz/z0 ≦5%, or −5%≦dz/z0≦−1%, so if the optimal dz is chosen, the illumination device is capable of producing a structured light pattern of higher quality.

さらに、本開示の一の実施の形態に係る照光装置は、条件式z=z0+dz、及び、z0=(m/2)(P/λ)を満たし、さらに、5%<dz/z0≦20%、又は-20%≦dz/z0<-5%を満たすため、最適なdzが選択された場合、照光装置は、より高品質なフラッド光パターンを生成可能である。 Furthermore, the illumination device according to one embodiment of the present disclosure satisfies the conditional expressions z=z0+dz and z0=(m/2) * (P 2 /λ), and further satisfies 5%<dz/z0≦ 20%, or −20%≦dz/z0<−5%, so if the optimal dz is chosen, the illumination device can produce a better quality flood light pattern.

また、本開示の一つの実施の形態に係る照光装置は、第1のサブ照光装置と、第2のサブ照光装置と、を備え、第1のサブ照光装置は、条件式z1=z0+dz、及び、z0=(m/2)(P11/λ1)を満たし、さらに、1%≦dz/z0≦5%、又は-5%≦dz/z0≦-1%を満たすため、最適なdzが選択された場合、照光装置は、より高品質な構造化光パターンと、より高品質なフラッド光と、の両方を生成可能である。 Further, an illumination device according to an embodiment of the present disclosure includes a first sub-illumination device and a second sub-illumination device, and the first sub-illumination device has a conditional expression z1=z0+dz, and , z0=(m/2) * (P11 2 /λ1) and further satisfies 1%≦dz/z0≦5% or −5%≦dz/z0≦−1%, so the optimal dz is If selected, the illumination device can produce both a higher quality structured light pattern and a higher quality flood light.

添付の図面は、本開示についての更なる理解のために供され、本明細書に組み込まれ、また本明細書の一部を構成する。図面は、本開示の例示的な実施の形態を示し、詳細な説明とともに、本開示の原理を説明する。 The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the disclosure, and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate exemplary embodiments of the disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the disclosure.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る照光装置の概略的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a first embodiment of the invention.

図2は、図1の実施の形態に係る、平均ドットサイズと照光装置のdzとの破線グラフである。FIG. 2 is a dashed line graph of average dot size versus dz of the illuminator according to the embodiment of FIG.

図3は、図1の照光装置によって生成される、構造化光光パターンの一例である。FIG. 3 is an example of a structured light light pattern produced by the illumination device of FIG.

図4は、マイクロレンズが凸レンズである場合に、図1の照光装置のマイクロレンズのうちの1つによって生成されたシミュレーションスポットダイヤグラムの一例である。FIG. 4 is an example of a simulated spot diagram produced by one of the microlenses of the illumination device of FIG. 1 when the microlens is a convex lens.

図5は、マイクロレンズが凹レンズである場合に、図1の照光装置のマイクロレンズのうちの1つによって生成されたシミュレーションスポットダイヤグラムの一例である。FIG. 5 is an example of a simulated spot diagram produced by one of the microlenses of the illumination device of FIG. 1 when the microlens is a concave lens.

図6は、図1の照光装置によって生成されたフラッド光パターンの一例である。FIG. 6 is an example of a flood light pattern produced by the illumination device of FIG.

図7は、本発明の第2の実施の形態に係る照光装置の概略的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a second embodiment of the invention.

図8は、本発明の第3の実施の形態に係る照光装置の概略的な断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a third embodiment of the invention.

図9は、本発明の第4の実施の形態に係る照光装置の概略的な断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a fourth embodiment of the invention.

本発明の実施の形態を詳細に説明し、それらの例を添付の図面に示す。可能な場合、図面及び詳細な説明において、同一又は同様の部分には同一の参照番号を用いる。 Reference will now be made in detail to embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Wherever possible, the same reference numbers are used in the drawings and detailed description to refer to the same or like parts.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る照光装置の概略的な断面図である。図1を参照すると、本実施の形態の照光装置10は、光源アレイ100と、マイクロレンズアレイ200と、を備える。光源アレイ100は、アレイ状に配列された複数の光源110を備える。本実施の形態において、光源110は、レーザ源である。例えば、光源110は、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)である。しかしながら、他の実施の形態において、光源アレイ100は、レーザダイオードアレイであってもよく、また、光源110は、それぞれ、レーザーダイオードである。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a first embodiment of the invention. Referring to FIG. 1, illumination device 10 of the present embodiment includes light source array 100 and microlens array 200 . The light source array 100 includes a plurality of light sources 110 arranged in an array. In this embodiment, light source 110 is a laser source. For example, light source 110 is a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL). However, in other embodiments, light source array 100 may be a laser diode array and light sources 110 are each laser diodes.

本実施の形態において、マイクロレンズアレイ200は、アレイ状に配列された複数のマイクロレンズ210を備える。照光装置10は、構造化光を生成するように、次の条件式:z=z0+dz=(m’/2)(P/λ)、及びz0=(m/2)(P/λ)を満たす。ここで、zは、マイクロレンズアレイの中心軸Cに沿った、光源アレイ100とマイクロレンズアレイ200との間の距離であり、Pはマイクロレンズアレイ200のレンズピッチであり、λは光源110の波長であり、mは整数であり、m’は非整数である。照光装置10は、さらに、1%≦dz/z0≦5%(又は、1.01≦m’/m≦1.05)又は-5%≦dz/z0≦-1%(又は、0.95≦m’/m≦0.99))を満たす。 In this embodiment, the microlens array 200 includes a plurality of microlenses 210 arranged in an array. Illumination device 10 satisfies the following conditions to produce structured light: z=z0+dz=(m′/ 2 ) * (P2/λ), and z0=(m/ 2 ) * (P2/ λ). Here, z is the distance between the light source array 100 and the microlens array 200 along the central axis C of the microlens array, P is the lens pitch of the microlens array 200, and λ is the distance of the light source 110. is the wavelength, m is an integer, and m' is a non-integer. The illumination device 10 further satisfies 1%≦dz/z0≦5% (or 1.01≦m′/m≦1.05) or −5%≦dz/z0≦−1% (or 0.95 ≦m′/m≦0.99)).

本実施の形態において、照光装置10は、一定のレンズピッチ及び一定の光源ピッチを有する。つまり、任意の隣接する2つのマイクロレンズ間のレンズピッチPは同一であり、任意の隣接する2つの光源間の光源ピッチP2も、同一である。 In this embodiment, the illumination device 10 has a constant lens pitch and a constant light source pitch. That is, the lens pitch P between any two adjacent microlenses is the same, and the light source pitch P2 between any two adjacent light sources is also the same.

本実施の形態において、照光装置10は、KP2=NPを満たす。ここで、Kは、整数であり、Nは、整数である。 In the present embodiment, illumination device 10 satisfies K * P2=N * P. where K is an integer and N is an integer.

Figure 0007217324000001
Figure 0007217324000001

図2は、図1の実施の形態に係る、平均ドットサイズと、照光装置のdzとの破線グラフである。表1は、図2の照光装置の異なるレンズピッチにおける構造化光光パターンの最良の(最小の)平均ドットサイズの状態を示す。図3は、図1の照光装置によって生成された、構造化光光パターンの一例である。図2、図3、及び表1において、λは940nmである。図3において、P=P2=37.6μm、m=3、dz=30μm、及びスクリーンサイズは940×940mmである。図2、図3、及び表1を参照すると、照光装置10によって生成された構造化光光パターンは、より高品質である。 FIG. 2 is a dashed line graph of average dot size versus dz of the illuminator according to the embodiment of FIG. Table 1 shows the best (minimum) average dot size conditions for structured light light patterns at different lens pitches for the illumination device of FIG. FIG. 3 is an example of a structured light light pattern produced by the illumination device of FIG. 2, 3 and Table 1, λ is 940 nm. In FIG. 3, P=P2=37.6 μm, m=3, dz=30 μm and the screen size is 940×940 mm 2 . Referring to Figures 2, 3 and Table 1, the structured light light pattern produced by illumination device 10 is of higher quality.

図4は、マイクロレンズが凸レンズである場合に、図1の照光装置のマイクロレンズのうちの1つによって生成されたシミュレーションスポットダイヤグラムの一例である。図5は、マイクロレンズが凹レンズである場合に、図1の照光装置のマイクロレンズのうちの1つによって生成されたシミュレーションスポットダイヤグラムの一例である。図4及び5におけるシミュレーションされたソフトウェアは、ZemAxであってよい。また、スクリーンサイズは、40×40 mmである。図4において、P=P2=37.2μm、m=3、z0=2.208mm、dz=50μm、z=2.258mm、51×65degree中に3611ドット、最大ドットサイズは0.293度であり、平均ドットサイズは0.156度である。しかしながら、図4において、z=z0(つまり、dz=0)の場合、最大ドットサイズは0.816度であり、平均ドットサイズは0.526度である。図5において、P=P2=37.2μm、m=3、z0=2.208mm、dz=0μm、z=2.208mm、51×65degree中に3445ドット、最大ドットサイズは0.307度であり、平均ドットサイズは0.192度である。さらに、図5におけるドットの分布の範囲は、図4におけるドットの分布の範囲より大きく、これは、図5における光学収差が図4における光学収差より大きいことを意味する。図4及び5を参照すると、一つの実施の形態においては、マイクロレンズ210は、凸レンズ又は凹レンズであってよく、マイクロレンズ210が凸レンズとして採用される場合、照光装置10はより良好なパフォーマンスを発揮する。また、マイクロレンズ210が凸レンズとして採用され、最適なdzが選択された場合、最大ドットサイズ及び平均ドットサイズは、ともに、dz=0より小さい。 FIG. 4 is an example of a simulated spot diagram produced by one of the microlenses of the illumination device of FIG. 1 when the microlens is a convex lens. FIG. 5 is an example of a simulated spot diagram produced by one of the microlenses of the illumination device of FIG. 1 when the microlens is a concave lens. The simulated software in Figures 4 and 5 may be ZemAx. Also, the screen size is 40×40 mm 2 . In FIG. 4, P=P2=37.2 μm, m=3, z0=2.208 mm, dz=50 μm, z=2.258 mm, 3611 dots in 51×65 degree 2 , maximum dot size is 0.293 degrees. Yes, and the average dot size is 0.156 degrees. However, in FIG. 4, for z=z0 (ie, dz=0), the maximum dot size is 0.816 degrees and the average dot size is 0.526 degrees. In FIG. 5, P=P2=37.2 μm, m=3, z0=2.208 mm, dz=0 μm, z=2.208 mm, 3445 dots in 51×65 degree 2 , maximum dot size is 0.307 degrees. Yes, and the average dot size is 0.192 degrees. Furthermore, the range of dot distribution in FIG. 5 is greater than the range of dot distribution in FIG. 4, which means that the optical aberration in FIG. 5 is greater than the optical aberration in FIG. 4 and 5, in one embodiment, the microlens 210 can be a convex lens or a concave lens, when the microlens 210 is adopted as a convex lens, the illumination device 10 will perform better. do. Also, if the microlens 210 is adopted as a convex lens and the optimum dz is selected, both the maximum dot size and the average dot size are smaller than dz=0.

以上より、本開示の実施の形態に係る照光装置10は、条件式z=z0+dz、及び、z0=(m/2)(P/λ)を満たし、照光装置10はさらに1%≦dz/z0≦5%、又は、-5%≦dz/z0≦(-1%)を満たすので、最適なdzが選択された場合、照光装置10は、高品質な構造化光光パターンを生成することができる。つまり、最適なdzは、非理想の光学エレメントによるマイクロレンズ200の光学収差を補正するために選択され、従って、照光装置10は、高品質な構造化光光パターンを生成することができる。 As described above, the illumination device 10 according to the embodiment of the present disclosure satisfies the conditional expressions z=z0+dz and z0=(m/2) * (P 2 /λ), and the illumination device 10 further satisfies 1%≦dz /z0≦5% or −5%≦dz/z0≦(−1%), so that when the optimal dz is selected, the illumination device 10 produces a high quality structured light light pattern. be able to. That is, the optimal dz is selected to correct the optical aberrations of the microlenses 200 due to non-ideal optical elements, so that the illumination device 10 can produce high quality structured light light patterns.

さらに、照光装置10は、フラッド光も生成可能である。フラッド光を生成する照光装置10は、構造化光を生成する照光装置10と同様であり、従って、同一の構成要素についての説明を省略する。フラッド光を生成する照光装置10と、構造化光を生成する照光装置10との主な差異は、以下のとおりである。図1を再度参照すると、本実施の形態において、照光装置10は、5%<dz/z0≦20%、又は、-20%≦dz/z0<-5%を満たす。 Furthermore, the illumination device 10 can also generate flood light. The lighting device 10 for producing flood light is similar to the lighting device 10 for producing structured light, and therefore the description of the same components will be omitted. The main differences between the illumination device 10 that produces flood light and the illumination device 10 that produces structured light are as follows. Referring to FIG. 1 again, in the present embodiment, the illumination device 10 satisfies 5%<dz/z0≦20% or -20%≦dz/z0<-5%.

本実施の形態において、照光装置10は一定のレンズピッチを有し、P2≠NPを満たし、ここで、Nは整数である。別の実施の形態において、照光装置10は、ランダムな光源ピッチを有する。 In this embodiment, the illumination device 10 has a constant lens pitch and satisfies P2≠N * P, where N is an integer. In another embodiment, lighting device 10 has a random light source pitch.

本実施の形態において、光源110の波長λは同一である。別の実施の形態において、照光装置10の光源110は、複数の異なる波長λを有してよい。照光装置10が異なる波長λを有するよう設計されている場合、照光装置10によって提供されるフロッドパターンのストライプは、若干不鮮明で、従って、フロッドパターンはより滑らかとなり得る。 In this embodiment, the wavelengths λ of the light sources 110 are the same. In another embodiment, the light source 110 of the illumination device 10 may have multiple different wavelengths λ. If the illumination device 10 is designed to have different wavelengths λ, the stripes of the Flod pattern provided by the illumination device 10 may be slightly blurred and thus the Flod pattern may be smoother.

図6は、図1の照光装置によって生成されたフラッド光パターンの一例である。図6において、P=40μm、P2はランダムな値、m=3、z0=2.553mm、dz=-300μm、z=2.253mm、スクリーンサイズは940×940mmである。図6を参照すると、以上に基づいて、本開示の実施の形態の照光装置10は、条件式z=z0+dz、及びz0=(m/2)(P/λ)を満たし、、さらに、5%<dz/z0≦20%、又は-20%≦dz/z0<-5%を満たすため、最適なdzが選択された場合、さらに照光装置10は、より高品質なフラッド光パターンを生成することが可能である。 FIG. 6 is an example of a flood light pattern produced by the illumination device of FIG. In FIG. 6, P=40 μm, P2 is a random value, m=3, z0=2.553 mm, dz=−300 μm, z=2.253 mm, screen size is 940×940 mm 2 . Referring to FIG. 6 , based on the above, the illumination device 10 of the embodiment of the present disclosure satisfies the conditional expressions z=z0+dz and z0=(m/2) * (P 2 /λ), and further, 5% < dz/z0 ≤ 20% or -20% ≤ dz/z0 < -5%, so that when the optimal dz is selected, the illumination device 10 also produces a higher quality flood light pattern. It is possible to

図7は、本発明の第2の実施の形態に係る照光装置の概略的な断面図である。図7を参照すると、本実施の形態の照光装置10’は、図1の照光装置10と同様であり、それらの主な差異は、照光装置10’が、第1のサブ照光装置10Aと、フラッド光を生成するように構成された第2のサブ照光装置10Bとを備える点である。第1のサブ照光装置10Aは、構造化光を生成する照光装置10と同様であり、第1の光源アレイ100Aと、第1のマイクロレンズアレイ200Aと、を備える。第1の光源アレイ100A、第1の光源110A、第1のマイクロレンズアレイ200A、及び第1のマイクロレンズ210Aの詳細、並びにそれらの互いの関係は、上記の実施の形態において説明されており、ここでは省略する。さらに、第1のサブ照光装置10Aは、構造化光を生成するように次の条件式:z1=z0+dz=(m’/2)(P11/λ)、及びz0=(m/2)(P11/λ1)を満たす。。ここで、z1は第1のマイクロレンズアレイ200Aの中心軸C1に沿った、第1の光源アレイ100Aと第1のマイクロレンズアレイ200Aとの間の距離であり、P11は第1のマイクロレンズアレイ200Aのレンズピッチであり、λ1は第1の光源110Aの波長であり、mは整数であり、m’は非整数である。第1のサブ照光装置10Aは、さらに、1%≦dz/z0≦5%(又は、1.01≦m’/m≦1.05)、又は、-5%≦dz/z0≦-1%(又は0.95≦m’/m≦0.99)を満たす。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a second embodiment of the invention. Referring to FIG. 7, the illumination device 10' of this embodiment is similar to the illumination device 10 of FIG. and a second sub-illumination device 10B configured to generate flood light. The first sub-illumination device 10A is similar to the illumination device 10 that produces structured light and comprises a first light source array 100A and a first microlens array 200A. The details of the first light source array 100A, the first light source 110A, the first microlens array 200A, and the first microlenses 210A and their relationship to each other are described in the above embodiments, omitted here. Furthermore, the first sub-illumination device 10A is configured to generate structured light according to the following conditional expressions: z1=z0+dz=(m′/2) * (P11 2 /λ), and z0=(m/2) * Satisfies (P11 2 /λ1). . Here, z1 is the distance between the first light source array 100A and the first microlens array 200A along the central axis C1 of the first microlens array 200A, and P11 is the first microlens array is a lens pitch of 200A, λ1 is the wavelength of the first light source 110A, m is an integer, and m' is a non-integer. The first sub-illumination device 10A further has 1% ≤ dz/z0 ≤ 5% (or 1.01 ≤ m'/m ≤ 1.05), or -5% ≤ dz/z0 ≤ -1% (or 0.95≦m′/m≦0.99).

本実施の形態において、第2のサブ照光装置10Bは、フラッド光を生成する照光装置10にと同様であり、第2の光源アレイ100Bと、第2のマイクロレンズアレイ200Bと、を備える。第2の光源アレイ100B、第2の光源110B、第2のマイクロレンズアレイ200B、及び第2のマイクロレンズ210Bの詳細、並びにそれらの互いの関係については、上記の実施の形態において説明されており、ここでは省略する。 In this embodiment, the second sub-illumination device 10B is similar to the illumination device 10 that generates flood light, and includes a second light source array 100B and a second microlens array 200B. The details of the second light source array 100B, the second light source 110B, the second microlens array 200B, and the second microlenses 210B and their relationship to each other are described in the above embodiments. , omitted here.

本実施の形態において、第1のサブ照光装置10Aは、一定のレンズピッチ及び一定の光源ピッチを有する。また、第1のサブ照光装置10Aは、KP21=NP11を満たし、ここで、P21は第1の光源アレイ100Aの光源ピッチであり、Kは整数であり、Nは整数である。 In this embodiment, the first sub-illumination device 10A has a constant lens pitch and a constant light source pitch. The first sub-illumination device 10A also satisfies K * P21=N * P11, where P21 is the light source pitch of the first light source array 100A, K is an integer, and N is an integer.

本実施の形態において、第1の光源アレイ100A及び第2の光源アレイ100Bは、同一平面上にある。第1のマイクロレンズアレイ200A及び第2のマイクロレンズアレイ200Bもまた、同一平面上にある。つまり、照光装置10’は、z1=z2を満たし、ここで、z2は、第2のマイクロレンズアレイ200Bの中心軸C2に沿った、第2の光源アレイ100Bと第2のマイクロレンズアレイ200Bとの間の距離である。 In this embodiment, the first light source array 100A and the second light source array 100B are on the same plane. The first microlens array 200A and the second microlens array 200B are also coplanar. That is, the illumination device 10' satisfies z1=z2, where z2 is the distance between the second light source array 100B and the second microlens array 200B along the central axis C2 of the second microlens array 200B. is the distance between

本実施の形態において、第2のサブ照光装置10Bは、一定のレンズピッチを有し、P11=P12を満たし、ここで、P12は第2のマイクロレンズアレイ200Bのレンズピッチである。また、第2のサブ照光装置10Bは、ランダムな光源ピッチを有する、又はP22≠N*P12を満たす一定の光源ピッチを有し、ここで、P22は第2の光源アレイ100Bの光源ピッチであり、Nは整数である。一つの実施の形態において、λ1=λ2であり、λ2は第2の光源110Bの波長である。しかしながら、本開示はこれに限定されない。別の実施の形態において、λ1≠λ2である。 In this embodiment, the second sub-illumination device 10B has a constant lens pitch, satisfying P11=P12, where P12 is the lens pitch of the second microlens array 200B. Also, the second sub-illumination device 10B has a random light source pitch or a constant light source pitch satisfying P22≠N * P12, where P22 is the light source pitch of the second light source array 100B. , N is an integer. In one embodiment, λ1=λ2, where λ2 is the wavelength of the second light source 110B. However, the disclosure is not so limited. In another embodiment, λ1≠λ2.

同様の実施の形態において、第2のサブ照光装置10Bは、ランダムなレンズピッチを有し、P12≠P11を満たし、ここで、P12は第2のマイクロレンズアレイ200Bのレンズピッチである。また、第2のサブ照光装置10Bは、ランダムな光源ピッチを有する。しかしながら、本開示はこれに限定されない。別の実施の形態において、第2のサブ照光装置10Bは、一定の光源ピッチを有する。 In a similar embodiment, the second sub-illumination device 10B has a random lens pitch and satisfies P12≠P11, where P12 is the lens pitch of the second microlens array 200B. Also, the second sub-illumination device 10B has a random light source pitch. However, the disclosure is not so limited. In another embodiment, the second sub-illumination device 10B has a constant light source pitch.

以上より、本開示の実施の形態における照光装置10’は、第1のサブ照光装置10Aと、フラッド光を生成するように構成された第2のサブ照光装置10Bと、を備える。第1のサブ照光装置10Aは、条件式:z1=z0+dz、及びz0=(m/2)(P11/λ1)を満たし、さらに、1%≦dz/z0≦5%、又は-5%≦dz/z0≦-1%を満たし、最適なdzが選択された場合、照光装置10’は、より高品質な構造化光光パターン及びより高品質なフラッド光の両方を生成可能である。第1の光源アレイ100A及び第2の光源アレイ100Bの両方が、同一平面上にあり、第1のマイクロレンズアレイ200A及び第2のマイクロレンズアレイ200Bの両方もまた、同一平面上にあるため、照光装置10’は組み立てが容易である。 As described above, the illumination device 10' in the embodiment of the present disclosure includes the first sub-illumination device 10A and the second sub-illumination device 10B configured to generate flood light. The first sub-illumination device 10A satisfies the conditional expressions: z1=z0+dz and z0=(m/2) * (P11 2 /λ1), and furthermore, 1%≦dz/z0≦5% or −5% If ≦dz/z0≦−1% and the optimum dz is chosen, the illumination device 10′ can produce both a higher quality structured light light pattern and a higher quality flood light. Since both the first light source array 100A and the second light source array 100B are coplanar, and both the first microlens array 200A and the second microlens array 200B are also coplanar, The illumination device 10' is easy to assemble.

図8は、本発明の第3の実施の形態に係る照光装置の概略的な断面図である。図8を参照すると、本実施の形態の照光装置10’’は、図7の照光装置10’と同様であり、それらの主な差異は、照光装置10’’では、第1のマイクロレンズアレイ200A及び第2のマイクロレンズアレイ200Bが同一平面上にあり、第2のサブ照光装置10Bが5%<(z1-z2)/z1≦20%、又は、-20%≦(z1-z2)/z1<-5%を満たす点である。つまり、第1の光源アレイ100A及び第2の光源アレイ100Bは、同一平面上に位置しない。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a third embodiment of the invention. Referring to FIG. 8, the illumination device 10'' of this embodiment is similar to the illumination device 10' of FIG. 200A and the second microlens array 200B are coplanar, and the second sub-illumination device 10B is 5%<(z1−z2)/z1≦20% or −20%≦(z1−z2)/ This is the point that satisfies z1<-5%. That is, the first light source array 100A and the second light source array 100B are not positioned on the same plane.

本実施の形態において、第2のサブ照光装置10Bは、一定のレンズピッチを有し、P11=P12を満たす。また、第2のサブ照光装置10Bは、ランダムな光源ピッチを有する、又はP22≠NP12を満たす一定の光源ピッチを有する。P11とP12が同一であるため、単一のマイクロレンズアレイ設計のみが必要である。最適なz1-z2が選択された場合、照光装置10’’によって提供されるフラッドパターンのストライプは、若干不鮮明であり、従って、フラッドパターンはより滑らかとなり得る。 In the present embodiment, the second sub-illumination device 10B has a constant lens pitch and satisfies P11=P12. Also, the second sub-illumination device 10B has a random light source pitch or a constant light source pitch that satisfies P22≠N * P12. Since P11 and P12 are identical, only a single microlens array design is required. If the optimum z1-z2 is chosen, the stripes of the flood pattern provided by the illumination device 10'' will be slightly blurred and thus the flood pattern may be smoother.

図9は、本発明の第4の実施の形態に係る照光装置の概略的な断面図である。図9を参照すると、本実施の形態の照光装置10’’’は、図8の照光装置10’’と同様であり、それらの主な差異は、照光装置10’’’では、第1の光源アレイ100A及び第2の光源アレイ100Bが同一平面上にあり、第2のサブ照光装置10Bが、5%<(z1-z2)/z1≦20%、又は-20%≦(z1-z2)/z1<-5%を満たす点である。つまり、第1のマイクロレンズアレイ200A及び第2のマイクロレンズアレイ200Bは、同一平面上に位置しない。照光装置10’’’の利点は、照光装置10’’と同様であるため、ここでは省略する。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a fourth embodiment of the invention. Referring to FIG. 9, the illumination device 10''' of this embodiment is similar to the illumination device 10'' of FIG. The light source array 100A and the second light source array 100B are coplanar, and the second sub-illumination device 10B satisfies 5%<(z1−z2)/z1≦20% or −20%≦(z1−z2). /z1<-5%. That is, the first microlens array 200A and the second microlens array 200B are not positioned on the same plane. The advantages of the illumination device 10''' are similar to those of the illumination device 10'' and are omitted here.

以上より、本開示の一つの実施の形態に係る照光装置は、条件式:z=z0+dz、及び、z0=(m/2)(P/λ)を満たし、さらに、1%≦dz/z0≦5%、又は、-5%≦dz/z0≦-1%を満たすため、最適なdzが選択された場合、さらに照光装置は、より高品質な構造化光光パターンを生成することができる。 As described above, the illumination device according to one embodiment of the present disclosure satisfies the conditional expressions: z=z0+dz and z0=(m/2) * (P 2 /λ), and furthermore, 1%≦dz/ If the optimal dz is chosen to satisfy z0≦5% or −5%≦dz/z0≦−1%, the illumination device can also produce a higher quality structured light light pattern. can.

さらに、本開示の一つの実施の形態に係る照光装置は、条件式:z=z0+dz、及び、z0=(m/2)(P/λ)を満たし、さらに、5%<dz/z0≦20%、又は、-20%≦dz/z0<-5%を満たすため、最適なdzが選択された場合、照光装置は、さらにより高品質なフラッド光パターンを生成することができる。 Furthermore, the illumination device according to an embodiment of the present disclosure satisfies the conditional expressions: z=z0+dz and z0=(m/2) * (P 2 /λ), and further satisfies 5%<dz/z0 If the optimal dz is chosen to satisfy ≦20% or −20%≦dz/z0<−5%, the illumination device can produce an even higher quality flood light pattern.

また、本開示の実施の形態に係る照光装置が第1のサブ照光装置と、第2のサブ照光装置とを備え、第1のサブ照光装置が条件式z1=z0+dz、及び、z0=(m/2)(P11/λ1)を満たし、さらに、1%≦dz/z0≦5%、又は、-5%≦dz/z0≦-1%を満たすため、最適なdzが選択された場合、さらに照光装置は、より高品質な構造化光光パターン及びより高品質なフラッド光の両方を生成することができる。 Further, the illumination device according to the embodiment of the present disclosure includes a first sub-illumination device and a second sub-illumination device, and the first sub-illumination device satisfies conditional expressions z1=z0+dz and z0=(m /2) * When (P11 2 /λ1) is satisfied and 1%≦dz/z0≦5% or −5%≦dz/z0≦−1% is satisfied, so that the optimum dz is selected Furthermore, the illumination device can produce both a higher quality structured light light pattern and a higher quality flood light.

本開示の技術的範囲から逸脱しない範囲において、様々な変更及び応用が本開示の実施の形態に適用可能な点、当業者にとって明らかである。以上より、本開示は、特許請求の範囲及びその均等の範囲内の変更及び応用を包含することを意図している。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and applications can be applied to the embodiments of the present disclosure without departing from the technical scope of the present disclosure. Accordingly, the present disclosure is intended to cover modifications and applications that come within the scope of the claims and their equivalents.

本発明の照光装置は、距離センシング装置又は3Dセンシング装置に適用され得る。 The illumination device of the present invention can be applied to distance sensing devices or 3D sensing devices.

10、10’、10’’、10’’’ 照光装置
10A 第1のサブ照光装置
10B 第2のサブ照光装置
100 光源アレイ
100A 第1の光源アレイ
100B 第2の光源アレイ
110A 第1の光源
110B 第2の光源
110 光源
200 マイクロレンズアレイ
200A 第1のマイクロレンズアレイ
200B 第2のマイクロレンズアレイ
210 マイクロレンズ
210A 第1のマイクロレンズ
210B 第2のマイクロレンズ
C、C1、C2 中心軸
P、P11、P12 レンズピッチ
P2、P21、P22 光源ピッチ
z、z1、z2 距離
10, 10′, 10″, 10′″ Illumination device 10A First sub-illumination device 10B Second sub-illumination device 100 Light source array 100A First light source array 100B Second light source array 110A First light source 110B Second light source 110 Light source 200 Microlens array 200A First microlens array 200B Second microlens array 210 Microlens 210A First microlens 210B Second microlens C, C1, C2 Central axes P, P11, P12 Lens pitch P2, P21, P22 Light source pitch z, z1, z2 Distance

Claims (20)

アレイ状に配列された複数の光源を備える光源アレイと、
アレイ状に配列された複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、
を備える照光装置であって、
前記照光装置は、構造化光を生成するように次の条件式:z=z0+dz、及びz0=(m/2)(P/λ)を満たし、zは前記マイクロレンズアレイの中心軸に沿った、前記光源アレイと前記マイクロレンズアレイとの間の距離であり、Pは前記マイクロレンズアレイのレンズピッチであり、λは前記光源の波長であり、mは整数であり
前記照光装置は、1%≦dz/z0≦5%、又は-5%≦dz/z0≦-1%を満たす、
ことを特徴とする照光装置。
a light source array comprising a plurality of light sources arranged in an array;
a microlens array comprising a plurality of microlenses arranged in an array;
A lighting device comprising:
The illumination device satisfies the following conditional expressions: z=z0+dz and z0=(m/ 2 ) * (P2/λ) to produce structured light, where z is the central axis of the microlens array. is the distance between the light source array and the microlens array along, P is the lens pitch of the microlens array, λ is the wavelength of the light source, m is an integer ,
wherein the illumination device satisfies 1%≦dz/z0≦5% or −5%≦dz/z0≦−1%;
A lighting device characterized by:
前記照光装置は、一定のレンズピッチ及び一定の光源ピッチを有することを特徴とする請求項1に記載の照光装置。 The illumination device of claim 1, wherein the illumination device has a constant lens pitch and a constant light source pitch. 前記照光装置は、KP2=NPを満たし、P2は前記光源アレイの光源ピッチであり、Kは整数であり、Nは整数である、ことを特徴とする請求項1に記載の照光装置。 2. The illumination device of claim 1, wherein the illumination device satisfies K * P2=N * P, where P2 is the light source pitch of the light source array, K is an integer, and N is an integer. Device. 前記マイクロレンズは、凸レンズ又は凹レンズであることを特徴とする請求項1に記載の照光装置。 The illumination device according to claim 1, wherein the microlens is a convex lens or a concave lens. アレイ状に配列された複数の光源を備える光源アレイと、
アレイ状に配列された複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、
を備える照光装置であって、
前記照光装置は、フラッド光を生成するように次の条件式:z=z0+dz、及びz0=(m/2)(P/λ)を満たし、zは前記マイクロレンズアレイの中心軸に沿った、前記光源アレイと前記マイクロレンズアレイとの間の距離であり、Pは前記マイクロレンズアレイのレンズピッチであり、λは前記光源の波長であり、mは整数であり
前記照光装置は、5%<dz/z0≦20%、又は-20%≦dz/z0<-5%を満たす、
ことを特徴とする照光装置。
a light source array comprising a plurality of light sources arranged in an array;
a microlens array comprising a plurality of microlenses arranged in an array;
A lighting device comprising:
The illumination device satisfies the following conditional expressions: z=z0+dz and z0=(m/ 2 ) * (P2/λ) to generate flood light, where z is along the central axis of the microlens array. is the distance between the light source array and the microlens array, P is the lens pitch of the microlens array, λ is the wavelength of the light source, m is an integer ,
The illumination device satisfies 5%<dz/z0≦20% or −20%≦dz/z0<−5%.
A lighting device characterized by:
前記照光装置は、一定のレンズピッチを有し、P2≠NPを満たし、P2は前記光源アレイの光源ピッチであり、Nは整数である、ことを特徴とする請求項5に記載の照光装置。 6. The illumination device of claim 5, wherein the illumination device has a constant lens pitch, satisfying P2≠N * P, where P2 is the light source pitch of the light source array and N is an integer. Device. 前記照光装置は、ランダムな光源ピッチを有することを特徴とする請求項5に記載の照光装置。 6. The illumination device of claim 5, wherein the illumination device has random light source pitches. 前記マイクロレンズは、凸レンズ又は凹レンズであることを特徴とする請求項5に記載の照光装置。 6. The illumination device according to claim 5, wherein the microlens is a convex lens or a concave lens. 第1のサブ照光装置であって、アレイ状に配列された複数の第1の光源を備える第1の光源アレイと、アレイ状に配列された複数の第1のマイクロレンズを備える第1のマイクロレンズアレイと、を備え、前記第1のサブ照光装置は、構造化光を生成するように条件式:z1=z0+dz、及びz0=(m/2)(P11/λ1)を満たし、z1は前記第1のマイクロレンズアレイの中心軸に沿った、前記第1の光源アレイと前記第1のマイクロレンズアレイとの間の距離であり、P11は前記第1のマイクロレンズアレイのレンズピッチであり、λ1は前記第1の光源の波長であり、mは整数であり前記第1のサブ照光装置は、1%≦dz/z0≦5%、又は-5%≦dz/z0≦-1%を満たす、第1のサブ照光装置と、
第2のサブ照光装置であって、アレイ状に配列された複数の第2の光源を備える第2の光源アレイと、アレイ状に配列された複数の第2のマイクロレンズを備える第2のマイクロレンズアレイと、を備える、第2のサブ照光装置と、
を備えることを特徴とする照光装置。
A first sub-illumination device, comprising: a first light source array comprising a plurality of first light sources arranged in an array; and a first microlens comprising a plurality of first microlenses arranged in an array. a lens array, wherein the first sub-illumination device satisfies the conditional expressions: z1=z0+dz and z0=(m/2) * (P11 2 /λ1) to generate structured light; is the distance between the first light source array and the first microlens array along the central axis of the first microlens array, P11 is the lens pitch of the first microlens array, λ1 is the wavelength of the first light source, m is an integer, and the first sub-illumination device is 1%≦dz/z0≦5% or -5%≦dz/z0≦-1 %, and a first sub-illumination device that satisfies
A second sub-illumination device comprising: a second light source array comprising a plurality of second light sources arranged in an array; and a second microlens comprising a plurality of second microlenses arranged in an array. a second sub-illumination device comprising a lens array;
A lighting device comprising:
前記第1のサブ照光装置は、一定のレンズピッチ及び一定の光源ピッチを有し、
前記第1のサブ照光装置は、KP21=NP11を満たし、P21は前記第1の光源アレイの光源ピッチであり、Kは整数であり、Nは整数である、
ことを特徴とする請求項9に記載の照光装置。
The first sub-illumination device has a constant lens pitch and a constant light source pitch,
The first sub-illumination device satisfies K * P21=N * P11, where P21 is the light source pitch of the first light source array, K is an integer, and N is an integer.
10. The lighting device according to claim 9, characterized in that:
前記第1の光源アレイと前記第2の光源アレイとは同一平面上にあり、
前記第1のマイクロレンズアレイと前記第2のマイクロレンズアレイとは同一平面上にあり、
前記照光装置は、z1=z2を満たし、z2は、前記第2のマイクロレンズアレイの中心軸に沿った、前記第2の光源アレイと前記第2のマイクロレンズアレイとの間の距離である、
ことを特徴とする請求項9に記載の照光装置。
the first light source array and the second light source array are on the same plane;
the first microlens array and the second microlens array are on the same plane,
The illumination device satisfies z1=z2, where z2 is the distance between the second light source array and the second microlens array along the central axis of the second microlens array.
10. The lighting device according to claim 9, characterized in that:
前記第2のサブ照光装置は、一定のレンズピッチを有し、P11=P12を満たし、P12は前記第2のマイクロレンズアレイのレンズピッチであり、
前記第2のサブ照光装置は、ランダムな光源ピッチを有する、又はP22≠N*P12を満たす一定の光源ピッチを有し、P22は、前記第2の光源アレイの光源ピッチであり、Nは整数である、ことを特徴とする請求項11に記載の照光装置。
the second sub-illumination device has a constant lens pitch, satisfying P11=P12, where P12 is the lens pitch of the second microlens array;
The second sub-illumination device has a random light source pitch or a constant light source pitch satisfying P22≠N * P12, where P22 is the light source pitch of the second light source array and N is an integer 12. The lighting device according to claim 11, wherein:
λ1=λ2であり、λ2は前記第2の光源の波長である、ことを特徴とする請求項12に記載の照光装置。 13. A lighting device according to claim 12, characterized in that [lambda]1 = [lambda]2, [lambda]2 being the wavelength of said second light source. λ1≠λ2であり、λ2は前記第2の光源の波長である、ことを特徴とする請求項12に記載の照光装置。 13. The illumination device of claim 12, wherein λ1≠λ2 and λ2 is the wavelength of the second light source. 前記第2のサブ照光装置は、ランダムなレンズピッチを有し、P12≠P11を満たし、P12は前記第2のマイクロレンズアレイのレンズピッチである、ことを特徴とする請求項11に記載の照光装置。 12. The illumination of claim 11, wherein the second sub-illumination device has a random lens pitch, satisfying P12≠P11, P12 being the lens pitch of the second microlens array. Device. 前記第2のサブ照光装置は、ランダムな光源ピッチを有する、ことを特徴とする請求項15に記載の照光装置。 16. The lighting device of claim 15, wherein the second sub-lighting device has a random light source pitch. 前記第2のサブ照光装置は、一定の光源ピッチを有する、ことを特徴とする請求項15に記載の照光装置。 16. The lighting device of claim 15, wherein the second sub- lighting device has a constant light source pitch. 前記第2のサブ照光装置は、一定のレンズピッチを有し、P11=P12を満たし、P12は前記第2のマイクロレンズアレイのレンズピッチであり、
前記第2のサブ照光装置は、ランダムな光源ピッチを有する、又はP22≠N*P12を満たす一定の光源ピッチを有し、P22は前記第2の光源アレイの光源ピッチであり、Nは整数である、
ことを特徴とする請求項9に記載の照光装置。
the second sub-illumination device has a constant lens pitch, satisfying P11=P12, where P12 is the lens pitch of the second microlens array;
The second sub-illumination device has a random light source pitch or a constant light source pitch satisfying P22≠N * P12, where P22 is the light source pitch of the second light source array and N is an integer. be,
10. The lighting device according to claim 9, characterized in that:
前記第1のマイクロレンズアレイと前記第2のマイクロレンズアレイとは、同一平面上にあり、
前記第2のサブ照光装置は、5%<(z1-z2)/z1≦20%、又は-20%≦(z1-z2)/z1<-5%を満たし、z2は、前記第2のマイクロレンズアレイの中心軸に沿った、前記第2の光源アレイと前記第2のマイクロレンズアレイとの間の距離である、
ことを特徴とする請求項18に記載の照光装置。
the first microlens array and the second microlens array are on the same plane,
The second sub-illumination device satisfies 5%<(z1−z2)/z1≦20% or −20%≦(z1−z2)/z1<−5%, and z2 is the second micro is the distance between the second light source array and the second microlens array along the central axis of the lens array;
19. The illumination device according to claim 18, characterized by:
前記第1の光源アレイと前記第2の光源アレイとは、同一平面上にあり、
前記第2のサブ照光装置は、5%<(z1-z2)/z1≦20%、又は-20%≦(z1-z2)/z1<-5%を満たし、z2は、前記第2のマイクロレンズアレイの中心軸に沿った、前記第2の光源アレイと前記第2のマイクロレンズアレイとの間の距離である、ことを特徴とする請求項18に記載の照光装置。
the first light source array and the second light source array are on the same plane;
The second sub-illumination device satisfies 5%<(z1−z2)/z1≦20% or −20%≦(z1−z2)/z1<−5%, and z2 is the second micro 19. A lighting device according to claim 18, characterized in that it is the distance between the second light source array and the second microlens array along the central axis of the lens array.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI734573B (en) * 2020-07-30 2021-07-21 致伸科技股份有限公司 Image display device
JP7418050B2 (en) * 2021-08-25 2024-01-19 Scivax株式会社 optical system equipment
CN116256724A (en) * 2021-12-09 2023-06-13 上海禾赛科技有限公司 Detection unit, detection array motherboard, detector and laser radar

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017131585A1 (en) 2016-01-26 2017-08-03 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Multi-mode illumination module and related method
JP2018511034A (en) 2015-01-29 2018-04-19 ヘプタゴン・マイクロ・オプティクス・プライベート・リミテッドHeptagon Micro Optics Pte. Ltd. Apparatus for generating patterned illumination
JP2018534592A (en) 2015-10-21 2018-11-22 プリンストン・オプトロニクス・インコーポレイテッドPrinceton Optronics, Inc. Coded pattern projector
WO2020222704A1 (en) 2019-04-29 2020-11-05 Ams Sensors Asia Pte. Ltd. Illumination apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009058804A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-22 Giesecke & Devrient GmbH, 81677 Sensor for checking value documents
US8678622B2 (en) * 2012-04-27 2014-03-25 Phoseon Technology, Inc. Wrap-around window for lighting module
US10509147B2 (en) * 2015-01-29 2019-12-17 ams Sensors Singapore Pte. Ltd Apparatus for producing patterned illumination using arrays of light sources and lenses
US9273846B1 (en) * 2015-01-29 2016-03-01 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Apparatus for producing patterned illumination including at least one array of light sources and at least one array of microlenses
KR102255641B1 (en) * 2015-08-28 2021-05-26 코에룩스 에스알엘 Large-area light sources and large-area lighting fixtures
US10768343B2 (en) * 2016-02-01 2020-09-08 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Illumination modules and optoelectronic systems
US9851571B1 (en) * 2016-07-28 2017-12-26 Coherent, Inc. Apparatus for generating a line-beam from a diode-laser array

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018511034A (en) 2015-01-29 2018-04-19 ヘプタゴン・マイクロ・オプティクス・プライベート・リミテッドHeptagon Micro Optics Pte. Ltd. Apparatus for generating patterned illumination
JP2018534592A (en) 2015-10-21 2018-11-22 プリンストン・オプトロニクス・インコーポレイテッドPrinceton Optronics, Inc. Coded pattern projector
WO2017131585A1 (en) 2016-01-26 2017-08-03 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Multi-mode illumination module and related method
WO2020222704A1 (en) 2019-04-29 2020-11-05 Ams Sensors Asia Pte. Ltd. Illumination apparatus

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